Tarea 2, Química Inorg. I

QUÍMICA INORGÁNICA I Tema 2 Hidrógeno y gases nobles TAREA 2
1. Cuál es la composición de gases en el aire. Escriba los porcentajes.
Componente Símbolo Químico Concentración aproximada
Nitrógeno N 78.03%
Oxígeno O 20.99%
Dióxido de Carbono CO2 0.03%
Argón Ar 0.94%
Neón Ne 0.00123%
Helio He 0.0004%
Criptón Kr 0.00005%
Xenón Xe 0.000006%
Hidrógeno H 0.01%
Metano CH4 0.0002%
Oxido Nitroso N2O 0.00005%
Vapor de Agua H2O Variable

Ozono O3 Variable
Partículas . Variable
2. Investigue y escriba correctamente las reacciones químicas y nombre de los métodos de obtención
industrial y de laboratorio del nitrógeno, oxígeno e hidrógeno.
Gases Reacciones químicas y nombre de los Reacciones químicas y nombre de los

métodos de obtención industrial métodos de obtención de laboratorio
Nitrógeno se obtiene a partir del aire líquido haciendo pasar el aire arriba de cobre
a partir de sus compuestos. El nitrógeno calentado, éste se apodera del oxígeno
puede prepararse por oxidación del para formar óxido cúprico sólido, CuO. Si
amoníaco, por lo cual se hace pasar este se quema fósforo en una campana
gas sobre óxido de cobre calentado al rojo. invertida sobre agua se forma fósforo
pentaoxidado sólido, que se disuelve en
el agua y deja un residuo que en su
2NH3 + 3CuO 3H2O + N2 + 3Cu0 mayor parte es nitrógeno. Otro método
de obtención consiste en hacer burbujear
Un método más conveniente consiste en la aire en una solución alcalina de pirogalol,
descomposición del nitrito de amonio, que absorbe al oxígeno.
NH4NO2. Este compuesto es inestable, y
se descompone y se descompone
fácilmente en agua y da nitrógeno. Cuando
se calienta suavemente una disolución que
contiene una mezcla de cloruro de amonio
y nitrito de sodio, se desprende nitrógeno.
NH4+ + NO2 2H2O + N2
Oxígeno En la industria se emplea el método de Se descompone el agua oxigenada en

Boussingault, el cual consiste en el presencia de un catalizador; se utiliza
calentamiento de barita u óxido de bario generalmente el bióxido de manganeso:
(BaO) que se calienta al aire, al rojo MnO2.
naciente (400° aprox.), combinándolo con
el Oxígeno para formar bióxido de bario.
H2O2 H2 O + O
BaO + O BaO2
En lugar de utilizar H2O2, se puede
utilizar el compuesto metálico
Calentando en seguida el bióxido de bario correspondiente:
hacia 800°; se disocia en barita y oxígeno
por la reacción inversa.
BaO2 BaO + O Na2O2 ó K2O2
Estos compuestos son destruidos por el

agua:
H2O + K2O2 2KOH + O
Se puede obtener oxígeno por

calcinación de bióxido de manganeso y
Clorato de potasio.
3MnO2 Mn3O4 + O2
ClO3K KCl + 3O
Realmente no se descompone el clorato

de potasio completamente sino hasta una
temperatura mucho más elevada a una
temperatura moderada la ecuación
correspondiente es la siguiente:
2ClO3K ClO4K + KCl + O2
Para evitar este inconveniente

generalmente se mezcla el clorato de
potasio con bióxido de manganeso, en el
cual el oxígeno se fija primero y luego
inmediatamente lo abandona según las
reacciones inversas:
2MnO2 + 3O Mn2O7
Mn2O7 2MnO2 + 3O
Hidrógeno La electrólisis es un proceso que consiste El reformado, consiste en la reacción de

en la descomposición del agua a través de los hidrocarburos con la presencia de
la utilización de la electricidad. Este calor y vapor de agua. Dicho método
proceso industrial tiene sus ventajas, pues permite producir grandes cantidades de
es fácilmente adaptable ya sea para hidrógeno con un bajo coste, partiendo
grandes o pequeñas cantidades de gas, del gas natural. Como desventaja de éste
consiguiendo un hidrógeno de gran pureza. método, podemos decir, que a pequeña
La electrólisis también posee la ventaja de escala no es muy rentable ni comercial, y
poder combinarse y relacionarse de el hidrógeno producido suele contener
manera óptima con las energías impurezas, siendo incluso en ciertas
renovables con el fin de producir H2. ocasiones necesaria la limpieza
Gasificación:El hidrógeno a través del posterior, o la realización de reacciones
proceso de gasificación, se obtiene a partirsecundarias, con el fin de intentar
de hidrocarburos pesados y la biomasa, purificar el producto de hidrógeno. Se
obteniéndose además del hidrógeno, suele relacionar fácilmente con la fijación
gases para reformado, a partir de las del CO2, o almacenamientos de carbono,
reacciones del vapor de agua y el oxígeno lo que hace que las emisiones del CO,
incluido su proceso de fijación, supongan
un problema para este método, pues
Ciclos termoquímicos:
genera una serie de costes adicionales.
Este proceso utiliza el calor de bajo coste
Producción biológica:
producido de la alta temperatura que
procede de la energía nuclear o también de
la energía solar concentrada. Las bacterias, y las algas, producen
hidrógeno de manera natural y directa,
cuando se encuentran en determinadas
condiciones.
3. Investigue y escriba las reacciones típicas, principales aplicaciones y usos del nitrógeno, oxígeno e
hidrógeno.
Gases Reacciones típicas, aplicaciones y usos del nitrógeno, oxígeno e hidrógeno

Nitrógeno
Oxígeno
Hidrógeno
4. Investigue y escriba correctamente las reacciones químicas y nombre de los métodos de obtención
industrial y de laboratorio de los gases nobles o inertes.
Gases Reacciones químicas y nombre de los métodos Reacciones químicas y nombre de los
nobles de obtención industrial métodos de obtención de laboratorio
Helio
● Licuación y posterior destilación
fraccionada del aire.
● Licuación de gas natural.
● Se obtiene de los minerales radiactivos
en los que se encuentra ocluido, dichos
minerales se pulverizan y se someten a
calentamiento al vacío
Neón El neón está presente en la atmósfera en 15

ppm. Se obtiene por licuación y posterior
destilación fraccionada
Argón El gas se obtiene por medio de la destilación
fraccionada del aire licuado, en el que se
encuentra en una proporción de
aproximadamente el 0,94 %, y posterior
eliminación del oxígeno residual con
hidrógeno. La atmósfera marciana contiene
un 1,6 % de 40Ar y 5 ppm de 36Ar.; la de
Mercurio un 7,0 % y la de Venus trazas
Kriptón Gas raro en la atmósfera terrestre, del orden
de 1 ppm, se encuentra entre los gases
volcánicos y aguas termales y en diversos
minerales en muy pequeñas cantidades.
Puede extraerse del aire por destilación
fraccionada.
Xenón Licuación y posterior destilación fraccionada del
aire
Radón Se obtiene a partir de las desintegraciones
radiactivas del radio
5. Qué se entiende por hidrógeno elemental
6. Escriba los isótopos del hidrógeno
Protio
El protio, hidrógeno-1, 1H o1H, es el más común de todos los isótopos estables de hidrógeno, con
una abundancia natural de más del 99.98%. Debido a que su núcleo está compuesto de un único
protón se le da el nombre descriptivo de protio, sin embargo este nombre es poco usado en la
práctica, a diferencia de los nombres de los otros isótopos del hidrógeno.
Deuterio
El deuterio, hidrógeno-2, 2H o 2H, es otro de los isótopos estables de hidrógeno, su núcleo
atómico está compuesto por un protón y un neutrón en su núcleo. El deuterio comprende del
0.0026 - 0.0184% (en población, no en masa) de todo el hidrógeno terrestre, el porcentaje más
bajo tiende a ser encontrado en el hidrógeno gaseoso, mientras que las concentraciones más
ricas (0.015% o 150ppm) tienden a encontrarse en el agua de mar. Este isótopo no es radioactivo
y no representa un riesgo significativo de toxicidad. Las moléculas de agua que contienen deuterio
en lugar de protio se les conoce como agua pesada, si la molécula solo contiene un átomo de
deuterio y otro de protio se le conoce como agua semipesada.
El deuterio y sus componentes son usados como "etiquetas" o "marcadores" no radioactivos en

experimentos químicos o en solventes para 1H-espectroscopia NMR. El agua pesada es utilizada
como un moderador de neutrones y un refrigerante en reactores nucleares. El deuterio es también
un combustible potencia para la fusion nuclear comercial. El número másico del deuterio es de
2.014707
Tritio
El tritio, hidrógeno-3, 3H, 3H, es el tercer y último isótopo natural del hidrógeno, está compuesto
por un protón y dos neutrones en su núcleo atómico. Este isótopo es radiactivo, decae a Helio-3
mediante desintegración beta, tiene una vida media de 12.32 años.Pequeñas trazas de tritio se
producen naturalmente debido a la interacción de rayos cósmicos con los gases atmosféricos,
también puede ser producido durante pruebas nucleares. Es usado en armas de fusión
termonuclear, como un trazador en la geoquimiza de isotopos y especialmente en dispositivos de
iluminación autoalimentados. El método más común para producir tritio es bombardeando un
isótopo natural de litio, el litio-6, con neutrones en un reactor nuclear.
El tritio es usado frecuentemente en marcaciones químicas y biológicas como un marcador

radioactivo. La fusión nuclear D-T utiliza al tritio como el principal reactivo, junto con el deuterio,
liberando energía a través de la pérdida de masa cuando los dos núcleos chocan y se fusionan a
temperaturas altísimas.
El agua que contiene átomos de tritio en lugar de protio se llama agua superpesada o agua
tritiada, y a la mezcla que contiene un átomo de deuterio y otro de tritio se le denomina agua
semi- superpesada.
7. Elabore una tabla para la abundancia de los gases: nitrógeno, oxígeno, hidrógeno y gases nobles

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1. Cuál es la composición de gases en el aire. Escriba los porcentajes.

Componente Símbolo Químico Concentración aproximada

Dióxido de Carbono CO2 0.03%

Metano CH4 0.0002%

Oxido Nitroso N2O 0.00005%

Vapor de Agua H2O Variable

Gases Reacciones químicas y nombre de los Reacciones químicas y nombre de los

NH4+ + NO2 2H2O + N2

Oxígeno En la industria se emplea el método de Se descompone el agua oxigenada en

Estos compuestos son destruidos por el

H2O + K2O2 2KOH + O

Se puede obtener oxígeno por

Realmente no se descompone el clorato

2ClO3K ClO4K + KCl + O2

Para evitar este inconveniente

Hidrógeno La electrólisis es un proceso que consiste El reformado, consiste en la reacción de

Gases Reacciones típicas, aplicaciones y usos del nitrógeno, oxígeno e hidrógeno

Neón El neón está presente en la atmósfera en 15

5. Qué se entiende por hidrógeno elemental

6. Escriba los isótopos del hidrógeno

El deuterio y sus componentes son usados como "etiquetas" o "marcadores" no radioactivos en

El tritio es usado frecuentemente en marcaciones químicas y biológicas como un marcador

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